機制砂在商品混凝土中的研究與應用

李恒峰

（南通金隆混凝土有限公司，江蘇 南通 226010）

機制砂在商品混凝土中的研究與應用

李恒峰

（南通金隆混凝土有限公司，江蘇 南通 226010）

本文根據本地區商品混凝土公司使用機制砂的情況，經過大量試驗研究，從機制砂混凝土配合比調整、如何驗收機制砂、引進的混凝土外加劑組分等技術方面提出了機制砂使用中出現問題的相關對策、措施。

機制砂；含泥量；石粉含量；配合比設計；CTF 增效劑

0 引言

人工砂，即由巖石經除土開采，機械破碎，篩分而成的，公稱粒徑小于 5.00mm 的巖石顆粒，人工砂是機制砂的俗稱。隨著國家經濟的迅速發展，社會對混凝土的需求量越來越大，對混凝土的質量要求更是越來越高，然而作為混凝土生產的主要原材料之一的砂，卻越來越少，特別是優質的天然砂資源更是緊缺，所以市場上混凝土用砂的價格越來越高，這就直接影響到商品混凝土生產的成本。為了解決天然砂資源的短缺和混凝土生產成本的上漲之間的矛盾，國家提倡推廣使用人工砂，即機制砂。然而機制砂的特性與天然砂有很大差異，配制機制砂混凝土在使用前就需要我們做大量的試配和相關試驗。

1 機制砂混凝土工作性能

由于機制砂是由人工機械破碎而成，與天然砂的連續顆粒級配完全不同。機制砂配制出來的混凝土用水量變大，強度降低，泵送性差。

機制砂的顆粒級配分布是“兩頭多，中間少”，所以機制砂配制出來的混凝土和易性差，容易產生泌水，特別是C30 以下的混凝土這一問題更為突出。可以通過提高外加劑摻量，進一步降低用水量，提高機制砂配制的混凝土強度，調整外加劑配方，提高機制砂配制的混凝土和易性、可泵性，使其便于施工。

2 試驗

2.1 原材料

（1）水泥：安徽馬鞍山盤固水泥集團有限公司生產的P·II52.5 水泥。其物理性能見表 1。

表 1 水泥性能指標

（2）S95 級礦粉：南通耀江新型建材有限公司生產的S95 級礦粉，比表面積 350m3/kg，7d 抗壓強度比為 76%，28d為102%。

（3）粉煤灰：常熟蘇虞電廠生產的Ⅱ級灰，細度（45μm）16%，需水量比 99%，含水率 0.3%，燒失量4.9%。

（4）外加劑：南通支云 ZY-4 型混凝土泵送劑，減水率17%。

（5）細集料：安徽的人工砂，細度模數 3.5，特細砂，細度模數 0.8 混合而成的混合砂。含泥量 2.3%，泥塊含量0.3。中砂細度模數為 2.7。

（6）粗集料：浙江舟山碎石，顆粒級配 5～25mm，針片狀含量 3.5%，壓碎指標 8.2%。

2.2 混凝土配合比

天然中砂混凝土配比見表 2，機制砂混凝土配比見表 3。兩種配合比試驗結果見表 4。

表 2 天然中砂混凝土配合比 kg/m3

表 3 機制砂混凝土配合比 kg/m3

表 4 試驗結果

由試樣結果可以看出，機制砂配制出的混凝土需要通過提高外加劑摻量，才可以保證工作性，但是即使這樣，混凝土的和易性、泵送性還是不如天然砂配制出的混凝土。為了改善其和易性，常采用的辦法是在廠家生產外加劑時在配比中提高增稠劑用量，經試拌證實，其和易性能有大幅度提高，有效提高了其泵送性能，其他各方面指標均能滿足相關要求。

3 機制砂混凝土的裂縫現象

機制砂配制的混凝土在使用過程中，發現混凝土裂縫現象增多，為解決這一問題，在混凝土配合比中引入一種新材料。由廣州三駿建材科技有限公司生產的 CTF 混凝土增效劑。試驗配合比方案見表 5。

表 5 加入 CTF 后的配合比 kg/m3

經實踐證明，機制砂混凝土引入 CTF 增效劑新組分后，不但減少了混凝土裂縫機率，還降低了混凝土生產成本，為混凝土企業創造了一定的經濟效益。

4 機制砂含泥量超標檢測快捷方法

4.1 機制砂里的石粉含量

機制砂在生產過程中，由于工藝、材質等因素，生產出來的機制砂中總是或多或少含一部分石粉，當然石粉中可能含有一部分泥土成分。根據多年實踐證明，機制砂中含一定量的石粉對混凝土的質量是有益的，存在一定合理量的石粉，可以改善提高機制砂配制混凝土的和易性。但是如果含泥量超標，則嚴重影響混凝土質量，特別是現在大多數攪拌站使用聚羧酸外加劑，這種外加劑對粘土非常敏感，當機制砂里的粘土含量多時，配制混凝土時用水量會增加很多，而且坍落度損失大，嚴重影響混凝土質量。如何在驗收機制砂時快速判定其含泥量是否超標，顯得尤為重要。

按亞甲藍方法過程耗時較多。在實踐過程中研究了一種簡單方法：利用砂漿流動度法判定機制砂含泥量是否超標。配合比及不同含泥量的機制砂砂漿流動度試驗結果分別見表6、7。

表 6 砂漿配合比 g

表 7 砂漿流動度試驗結果

由上面試驗結果看，機制砂不同含粘土量，配制出的混凝土坍落度不一樣，砂漿流動度也不一樣。研究表明當按表配制出的砂漿，如果其流動度能達到 200～230mm 時其粘土含量不會超標，這種機制砂能夠滿足質量技術要求。

5 結語

機制砂配制混凝土技術是混凝土行業健康發展的必由之路。機制砂混凝土配比中引進 CTF 增效劑可有效地降低混凝土開裂機率，機制砂使用過程中要嚴格限制其含泥量，結合快速法可以提高判定機制砂含泥量是否超標的效率。

[1] 蔣正武，石連富，孫振平．用機制砂配制自密實混凝土的研究[J]．建筑材料學報，2006.4 10(2): 154-160．

[2] GB 8076—2008．混凝土外加劑[S]．

［通訊地址］南通經濟技術開發區通盛南路四號壩農場閘（226010）

李恒峰（1977—），男，總工程師，兼任南通工程技術學院講師。主要研究混凝土配合比。